Electricidad y Electrónica

Electricidad

Se encarga del estudio de la generación, transporte y distribución de la energía eléctrica, y de sus operadores y receptores asociados que la transforman en un efecto útil.

Electrónica

Se encarga del estudio y desarrollo de todo tipo de aplicaciones en las que la corriente eléctrica atraviesa componentes semiconductores.

Sistemas Electrónicos

Hay 3 tipos de elementos:

  • Los dispositivos de entrada (interruptores, temperatura, micrófonos)
  • Los dispositivos de salida (diodos LED, relés, zumbadores)
  • Los dispositivos de proceso o componentes capaces de realizar por sí mismos una función concreta de control sobre las señales de salida en función de la señal de entrada recibida (transistores, circuitos integrados)

Resistencias

Componentes que ofrecen cierta oposición al paso o circulación de la corriente eléctrica y producen una caída de tensión o diferencia entre sus terminales.

Características de la resistencia que definen sus condiciones de trabajo y utilización:

  • Valor y tolerancia: es decir, la magnitud óhmica de la resistencia y los límites o desviaciones establecidos por el fabricante para asegurar su precisión.
  • Potencia: es la capacidad de disipar la resistencia. Depende de la tensión e intensidad de la corriente que circula por ella.
  • Estabilidad: del componente en condiciones de trabajo.

Resistencias fijas

Tienen siempre el mismo valor y tienen 2 terminales. El valor óhmico de estas resistencias se obtiene al modificar las capas de carbón mediante una espiral que obliga a la corriente eléctrica a seguir un camino más o menos largo.

Resistencias variables

Tienen capacidad de variar o modificar su valor óhmico dentro de unos límites. Entre ellas podemos distinguir: los potenciómetros y las resistencias dependientes.

Los potenciómetros o resistencias variables lineales

Se basan en una resistencia sobre la que se desliza un contacto móvil que, según la posición que ocupa, puede tomar entre 0 y R (ohmios). Normalmente dispone de 3 terminales. El terminal central es el cursor, y los extremos se alternan de forma que si uno presenta un valor máximo, el otro será mínimo con respecto al terminal central.

Resistencias dependientes

Son operadores fabricados con materiales con capacidad para variar su resistencia eléctrica en función del factor del que dependan, como la luz o la temperatura.

Resistencias dependientes de la luz (LDR)

Son componentes electrónicos que se utilizan como sensores de luz (Light-dependent: resistencia dependiente de la luz). Tienen terminales de conexión, película de CDs, conductor metálico. Los materiales son de metal, de sulfuro de cadmio. Se utilizan en farolas, en cámaras fotográficas, sistemas de alarma y sistemas antiincendios. La resistencia eléctrica se mide con un óhmetro, pero también se puede utilizar el multímetro o téster. A mayor luz, menor resistencia.

Resistencias dependientes de la temperatura (NTC y PTC)

Son capaces de variar su resistencia en función de la temperatura. Hay 2 grupos:

  • Termistencias NTC (coeficiente negativo de temperatura) en las que la resistencia disminuye al aumentar su temperatura.
  • Termistencias PTC (coeficiente positivo de temperatura), que aumenta su resistencia al subir su temperatura.

Termistor

Son componentes electrónicos que se utilizan como sensores de temperatura. Se utilizan para proteger equipos eléctricos contra el calentamiento excesivo. Al subir la temperatura, la resistencia del termistor disminuye. Al tener menor resistencia, aumenta la temperatura.

Diodo

Semiconductor que se caracteriza por permitir el paso o circulación de la corriente eléctrica en sentido ánodo-cátodo.

Diferencias entre materiales conductores, aislantes y semiconductores

  • Conductores: dejan pasar la corriente eléctrica, tienen muy poca resistencia, se utilizan para fabricar cables y conexiones eléctricas. Ej: cable, aluminio.
  • Aislantes: no dejan pasar la corriente eléctrica, tienen mucha resistencia, se utilizan para fabricar recubrimientos de cables, mangos de herramientas,… Ej: plástico, cerámica.
  • Semiconductores: dejan pasar una cantidad pequeña de corriente eléctrica, se pueden manipular para que se comporten como conductores o aislantes en determinadas situaciones, propiedad que les hace útiles para fabricar componentes electrónicos como los diodos, los transistores o los chips. Ej: silicio, germanio.

Los diodos protegen circuitos o componentes si se conectan con polaridades equivocadas

Instalando un diodo en los cables que alimentan de corriente estos circuitos o componentes se puede evitar que se estropeen si se conectan equivocadamente, ya que el diodo solo dejará pasar la corriente en el sentido correcto.

Rectificar corriente alterna

Los diodos son utilizados para obtener corriente continua a partir de la corriente alterna de la red, operación que se conoce como rectificación de la corriente alterna. Ej: el cargador de un móvil.

LED

Componente electrónico que emite luz cuando es atravesado por corriente eléctrica (Light-Emitting Diode).
Aplicaciones del LED: carteles expositores, pantallas gigantes, luz teclado ordenador,..

Relé

Interruptor automático controlado por la electricidad.
Aplicaciones de los relés: los automatismos, el control de motores eléctricos industriales y los primeros ordenadores funcionaban con relés.

Funcionamiento de un relé electromecánico

  1. El relé está en reposo.
  2. Hacemos pasar electricidad por el electroimán (circuito de control).
  3. El electroimán se convierte en un imán y genera un campo magnético a su alrededor.
  4. El electroimán atrae la armadura; esta empuja los contactos haciendo que se toquen.
  5. La corriente eléctrica puede pasar a través de los contactos y activar un receptor, como una bombilla o un motor (circuito de potencia)

Tipos: relés electromagnéticos o de estado sólido, reed y telefónicos.
Circuito de control: activa el relé.
Circuito de potencia: activa la potencia.

Polímetros

Hay 2 tipos:

  • Analógicos: la lectura se efectúa con una aguja que se desplaza sobre una escala graduada.
  • Digitales: realizan la misma función pero presentando el valor de la magnitud a través de una pantalla.

Modo de uso de un polímetro

  1. Conocer el tipo de magnitud que deseas medir
  2. Saber qué clase de corriente quieres medir. En caso de la corriente continua hay que seleccionar la polaridad.
  3. Elegir la escala. Si ignoras el valor aproximado que puedes obtener, hay que empezar siempre por el valor más alto para evitar sobrecargas que puedan dañar el aparato de medida.
  4. Situar correctamente el polímetro en el circuito de medida
  5. Interpretar correctamente la escala o la unidad seleccionada.